CN117510029A - 一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统 - Google Patents

Abstract

一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，余热回收器接悬浮态循环干化系统，将预处理的湿污泥送入悬浮态循环干化系统；悬浮态循环干化系统接收集分离器一，将干化产物送入收集分离器一；收集分离器一接余热回收器和焚烧炉，分离得到的高温湿烟气送入余热回收器作为热源，分离得到的干化污泥送入焚烧炉进行焚烧；冷凝装置接余热回收器，冷凝余热回收器的低温湿烟气；换热器对冷凝后的湿烟气以及焚烧炉产生的污泥灰和热风进行换热处理，换热后的湿烟气作为循环热风送至悬浮态循环干化系统作为热源。本发明可实现污泥的资源化、减量化和无害化处置，并收集污泥焚烧产生的余热回用于干化系统，最大程度地实现能量回收利用，降低能源消耗。

Description

一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统。

背景技术

污泥是污水处理厂排放的一种废物，污泥中含有大量的有毒物质，若不处置妥当会对环境造成巨大威胁。当前城市污泥问题已经影响到污水处理厂的正常运行，由于没有污泥处置的实施，污泥消纳途径不畅，导致发生低负荷、低溶氧型污泥膨胀，降低污泥稳定性并最终影响出水水质。为了方便污泥的运输、存放和加工利用，必须对污泥进行脱水后再干燥处理，从而可以充分利用污泥含有大量可燃性物质的特点，处理后的污泥作为燃料继续为系统供热。

传统的污泥堆肥-土地利用处置技术，一方面堆肥需要考虑后续储存、运输等成本以及产业链的延伸等问题；另一方面，由于耕地面积以及农业生产方式所限，污泥土地利用率仍然不高。当前，垃圾焚烧发电厂、燃煤电厂、水泥窑等协同处置方式作为污泥处置的补充被广泛应用，一般是将80％含水率的污泥直接焚烧或者干化到含水率40～50％后焚烧，两者均会在一定程度上对原本焚烧系统产生一定的影响，难以真正实现减量化、资源化和无害化处置目的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，克服了现有污泥干化设备存在的不足，提高了污泥干化速率并且运行成本低，真正实现减量化、资源化和无害化处置目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，包括余热回收器、悬浮态循环干化系统、收集分离器一、焚烧炉、冷凝装置和换热器；

所述余热回收器接悬浮态循环干化系统，将预处理的湿污泥送入所述悬浮态循环干化系统；

所述悬浮态循环干化系统接所述收集分离器一，将干化产物送入所述收集分离器一；

所述收集分离器一接所述余热回收器和所述焚烧炉，分离得到的高温湿烟气送入所述余热回收器作为热源，分离得到的干化污泥送入所述焚烧炉进行焚烧；

所述冷凝装置接所述余热回收器，冷凝所述余热回收器的低温湿烟气；

所述换热器接所述冷凝装置、所述焚烧炉和所述悬浮态循环干化系统，对冷凝后的湿烟气以及焚烧炉产生的污泥灰和热风进行换热处理，换热后的湿烟气作为循环热风送至所述悬浮态循环干化系统作为热源。

在一个实施例中，所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统还包括：余热锅炉；

所述余热锅炉接所述换热器，接收换热后的污泥灰和热风，回收系统释放的额外的热量。

在一个实施例中，所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统还包括：收集分离器二；

所述收集分离器二对出所述余热锅炉的物料进行分离，得到灰渣和废气。

在一个实施例中，所述湿污泥初始含水率达到80％，产生热值2000kal，达到系统热平衡；当污泥初始含水率低于80％，产生热值2000kal，系统会有额外的热量释放，额外的热量由所述余热锅炉收集。

在一个实施例中，所述余热回收器和悬浮态循环干化系统均无外加热源。

在一个实施例中，所述悬浮态循环干化系统，其进风口设置在底部，物料入口设置在侧方，以达到固相态物料的流动方向垂直于气体流动方向的目的。

在一个实施例中，所述收集分离器一为布袋除尘器或旋风式除尘器。

在一个实施例中，所述悬浮态循环干化系统由自下而上依次连接的悬浮态分散机、悬浮态烘干反应器和悬浮态分离器组成；所述悬浮态分散机接所述循环热风，所述悬浮态烘干反应器接出余热回收器的进料，悬浮态分离器向所述收集分离器一送出干化成品和湿烟气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可进行自动循环干化，实现对整个系统的运行控制，方便管理、调节运行速度；进一步地，提高了本系统的节能效果，运行成本低，能够最大程度地实现能量回收利用，降低能源消耗，从而达到减少碳排放并节约运行成本的目的。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是悬浮态循环干化系统的组成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如前所述，现有的污泥处理技术一般是将80％含水率的污泥直接焚烧或者干化到含水率40～50％后焚烧，然现有焚烧系统均借助于已有的其它生产系统实现，尚难以满足循环干化的要求，且能耗较大，能量回收不足。为此，本发明通过了一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，参考图1所示，主要包括余热回收器1、悬浮态循环干化系统2、收集分离器一3、焚烧炉4、冷凝装置5和换热器6。

其中，余热回收器1接悬浮态循环干化系统2，将预处理的湿污泥送入悬浮态循环干化系统2。此处的预处理，主要是指初步的预热干化。其热量也源自外部，也可通过回收干化系统的部分热量而无需外加热源，也可二者并存，本发明优选回收热量。通过余热回收器1回收湿污泥在进入干化系统之前的水蒸气潜热，可将干化系统热效率提高至150～180％以上。

悬浮态循环干化系统2接收集分离器一3，将干化产物送入收集分离器一3，悬浮态循环干化系统2是对湿污泥进行干化处理的主要干化部件，可采用悬浮态干化炉等设备实现，其物料入口接余热回收器1的物料出口，其物料出口接收集分离器一3的物料入口。

收集分离器一3接余热回收器1和焚烧炉4，主要用于对污泥干化成品和湿烟气进行分散收集，其分离得到的高温湿烟气送入余热回收器1作为热源，分离得到的干化污泥送入焚烧炉4进行焚烧。收集分离器一3可采用常规的固气分离设备实现，典型如布袋除尘器或旋风式除尘器等除尘设备。其物料入口接悬浮态循环干化系统2的物料出口，其气体产物出口接余热回收器1的热源入口，其固体产物出口结焚烧炉4的物料入口。

冷凝装置5接余热回收器1，冷凝出余热回收器1的低温湿烟气。冷凝装置5可采用常规的冷凝器，其入口接余热回收器1的热源出口，在余热回收器1中与污泥完成换热的高温湿烟气变为低温湿烟气，并进入冷凝装置5进行冷凝，避免水分被再次带入悬浮态循环干化系统2。

换热器6接冷凝装置5、焚烧炉4和悬浮态循环干化系统2，对冷凝后的湿烟气以及焚烧炉4产生的污泥灰和热风进行换热处理，换热后的湿烟气作为循环热风送至悬浮态循环干化系统2作为热源。换热器6中，一路介质为焚烧炉4产生的污泥灰和热风，另一路介质为冷凝后的湿烟气，经过冷凝，此处湿烟气中的水分含量已经极低，两路介质进行换热，使得湿烟气的温度升高，而焚烧炉4产生的污泥灰和热风的温度降低。将温度升高的湿烟气作为循环热风，送入悬浮态循环干化系统2作为其热源。显然，该热风可通过泵等设备调节压力，满足悬浮态循环干化系统2中的悬浮态实现条件。使得进入悬浮态循环干化系统2的污泥能够在悬浮态下快速干化。换热器6可收集污泥焚烧产生的余热回用于干化系统，最大程度地实现能量回收利用，降低能源消耗。

根据上述结构，利用悬浮态循环干化系统2对污泥进行干化处理，干化后的污泥又在焚烧炉4里作为燃料进行焚烧，为系统供热，形成自循环，系统可以达到热平衡，无需新加燃料。其具体流程可描述为：

湿污泥先从余热回收器1的进料口进入余热回收器1，进行干化预处理，干化半成品污泥由余热回收器1的物料出口排出进入悬浮态循环干化系统2中，在气流的作用下对干化半成品进行干化处理，湿污泥经悬浮态循环干化系统2形成干化成品，与湿烟气一起从其物料出口排出。

混合的污泥干化成品与湿烟气一同进入收集分离器一3中，对污泥干化成品和湿烟气进行分散收集。湿烟气经收集分离器一3后进入余热回收器1中进行热量回收，含湿的低温空气经冷凝装置5处理，随后进入换热器6中进行换热处理，并最终作为循环热风再次进入悬浮态循环干化系统2中，为干化提供补充热源。污泥干化成品经收集分离器一3分离后作为燃料，进入焚烧炉4进行燃烧处理，焚烧后产生的污泥灰和热风也会进入换热器6进行换热处理。整个干化焚烧系统形成自循环，焚烧后的废气经废气处理装置9处理后达标排放，燃烧后的灰渣可用作建材及水泥厂燃料使用，可进一步实现污泥的减量化、资源化、无害化处理。

在本发明的一种实施例中，所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统还包括余热锅炉7，余热锅炉7与换热器6连接，接收换热后的污泥灰和热风，从而回收系统释放的额外的热量。

在本发明的一种实施例中，所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统还包括收集分离器二8，收集分离器二8对出余热锅炉7的物料进行进一步的固气分离，得到固体产物灰渣和气体产物废气，灰渣外排，可用作建材及水泥厂燃料等使用。

在本发明的一种实施例中，在收集分离器二8后设废气处理装置9，用于处理焚烧后的废气，处理后达标排放。

在本发明的一种实施例中，余热回收器1和悬浮态循环干化系统2均无外加热源，依靠自身循环即可满足干化需求。主要的原始热量来自于焚烧炉4对成品干化污泥的燃烧。整个干化焚烧系统形成自循环，系统可以达到热平衡，无需新加燃料，进一步提高焚烧系统热效率。

在本发明的一种实施例中，为了更好满足“悬浮态”的需要，悬浮态循环干化系统2的进风口设置在底部，而物料入口设置在侧方，以达到固相态物料的流动方向垂直于气体流动方向的目的。在这种条件下，可以更好地实现污泥在系统内以悬浮态完成干化的效果。

在本发明的一种实施例中，当湿污泥初始含水率达到80％，产生热值2000kal，可达到系统热平衡；当污泥初始含水率低于80％，产生热值2000kal，系统会有额外的热量释放，额外的热量由所述余热锅炉7收集。

参考图2所示，在本发明的一种实施例中，悬浮态循环干化系统2由悬浮态分散机201、悬浮态烘干反应器202和悬浮态分离器203组成。悬浮态分散机201位于最下方，接前述的循环热风，悬浮态烘干反应器202位于中部，与来自余热回收器1的进料连接，利用所述循环热风对进料进行悬浮态烘干。悬浮态分离器203在最上部，将烘干产物进行分离，得到干化成品和湿烟气，送至收集分离器一3，产生的回料可循环进入悬浮态烘干反应器202。

综上，采用上述技术方案，可实现污泥的资源化、减量化和无害化处置，并收集污泥焚烧产生的余热回用于干化系统，最大程度地实现能量回收利用，降低能源消耗，从而达到减少碳排放并节约运行成本的目的。

以上实例并不是发明较佳的穷举，本发明的设备形式还可以有多种形式。

以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非本对发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实例揭示如上，然而并非用于限定本发明，任何熟悉本发明的技术人员，在不脱离发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出任何些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，包括余热回收器、悬浮态循环干化系统、收集分离器一、焚烧炉、冷凝装置和换热器；

所述余热回收器接悬浮态循环干化系统，将预处理的湿污泥送入所述悬浮态循环干化系统；

所述悬浮态循环干化系统接所述收集分离器一，将干化产物送入所述收集分离器一；

所述收集分离器一接所述余热回收器和所述焚烧炉，分离得到的高温湿烟气送入所述余热回收器作为热源，分离得到的干化污泥送入所述焚烧炉进行焚烧；

所述冷凝装置接所述余热回收器，冷凝所述余热回收器的低温湿烟气；

所述换热器接所述冷凝装置、所述焚烧炉和所述悬浮态循环干化系统，对冷凝后的湿烟气以及焚烧炉产生的污泥灰和热风进行换热处理，换热后的湿烟气作为循环热风送至所述悬浮态循环干化系统作为热源。

2.根据权利要求1所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，还包括：余热锅炉；

所述余热锅炉接所述换热器，接收换热后的污泥灰和热风，回收系统释放的额外的热量。

3.根据权利要求2所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，还包括：收集分离器二；

所述收集分离器二对出所述余热锅炉的物料进行分离，得到灰渣和废气。

4.根据权利要求2所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，所述湿污泥初始含水率达到80％，产生热值2000kal，达到系统热平衡；当污泥初始含水率低于80％，产生热值2000kal，系统会有额外的热量释放，额外的热量由所述余热锅炉收集。

5.根据权利要求1所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，所述余热回收器和悬浮态循环干化系统均无外加热源。

6.根据权利要求1所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，所述悬浮态循环干化系统，其进风口设置在底部，物料入口设置在侧方，以达到固相态物料的流动方向垂直于气体流动方向的目的。

7.根据权利要求1所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，所述收集分离器一为布袋除尘器或旋风式除尘器。

8.根据权利要求1所述独立的自循环干化焚烧污泥处置系统，其特征在于，所述悬浮态循环干化系统由自下而上依次连接的悬浮态分散机、悬浮态烘干反应器和悬浮态分离器组成；所述悬浮态分散机接所述循环热风，所述悬浮态烘干反应器接出余热回收器的进料，悬浮态分离器向所述收集分离器一送出干化成品和湿烟气。